第一章：土的物理性質(zhì)與工程分類§1.1土的形成

§1.2土的三相組成§1.3土的物理狀態(tài)§1.4土的結(jié)構(gòu)§1.5土的工程分類§1.6土的壓實性土中氣體氣相次要作用固體顆粒固相構(gòu)成土體骨架

起決定作用土中水液相

重要影響土體的三相構(gòu)成飽和土：土體孔隙完全被水充滿干土：土體孔隙完全被氣充滿非飽和土：孔隙中水和氣均存在§1.2土的三相組成固體

顆粒粒徑級配礦物成分顆粒形狀土的物理狀態(tài)力學(xué)特性固體顆粒三要素§1.2土的三相組成–固體顆粒

固體顆粒-顆粒大小粒組：按粗細進行分組，將粒徑接近的歸成一類界限粒徑d(mm)礫石砂粒粉粒黏粒膠粒6020.0750.0050.0020.250.5520粗

中

細粗

中

細0.075粗粒細粒粗粒土：以礫石和砂粒為主要組成的土，也稱無黏性土細粒土：以粉粒、黏粒和膠粒為主要組成的土，也稱黏性土巨粒60§1.2土的三相組成–固體顆粒

固體顆粒-粒徑級配粒徑級配：各粒組的相對含量，用質(zhì)量百分

數(shù)來表示

分析方法：篩分法：適用于粗粒土

孔徑大小不同的篩子

水分法：適用于細粒土常采用比重計法表述方法:

粒徑級配累積曲線§1.2土的三相組成–固體顆粒

固體顆粒-粒徑級配篩分法適合

于粗粒徑（d>0.075mm）密度計法適合于細粒徑（d<0.075mm）§1.2土的三相組成–固體顆粒

固體顆粒-粒徑級配孔徑105.02.01.00.50.250.075200g土篩余0101618242246641009080706050403020100小于某粒徑之土質(zhì)量百分數(shù)P（％）105.01.00.50.100.050.01粒徑

(mm)P100958778665532土的粒徑級配累積曲線水分法粒徑(mm)0.050.010.005P(%)2613.510篩分法§1.2土的三相組成–固體顆粒

土的粒徑級配累積曲線固體顆粒–

級配曲線斜率:

某粒徑范圍內(nèi)顆

粒的含量

陡-相應(yīng)粒組含量多

緩-相應(yīng)粒組含量少

平臺-相應(yīng)粒組缺乏1009080706050403020100小于某粒徑之土質(zhì)量百分數(shù)（％）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒徑(mm)d60d50d30d10§1.2土的三相組成–固體顆粒

固體顆粒–

級配曲線土的粗細度：用d50

表示土的不均勻程度：

不均勻系數(shù)Cu=d60/

d10Cu

5為不均勻土，反之稱為均勻土連續(xù)程度:

曲率系數(shù)

Cc=1~3為連續(xù)級配，反之為不連續(xù)級配§1.2土的三相組成–固體顆粒

土的粒徑級配累積曲線1009080706050403020100小于某粒徑之土質(zhì)量百分數(shù)（％）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒徑(mm)d60d50d30d101009080706050403020100小于某粒徑之土質(zhì)量百分數(shù)（％）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒徑(mm)土的粒徑級配累積曲線d60d10d30曲線d60d10d30CuCcL0.330.0050.081663.98M0.0632.41R0.0300.545Cc=1

3,級配連續(xù)缺少小顆粒，Cc

缺少大顆粒，Cc

固體顆粒–曲率系數(shù)舉例§1.2土的三相組成–固體顆粒

粒組含量用于土的分類定名；不均勻系數(shù)Cu用于判定土的不均勻程度：

Cu

5為不均勻土；Cu

5為均勻土

曲率系數(shù)Cc用于判定土的連續(xù)程度：

Cc=1~3為級配連續(xù)土；Cc>3或Cc<1為級配不連續(xù)土不均勻系數(shù)Cu和曲率系數(shù)Cc用于判定土的級配優(yōu)劣：

Cu

5且Cc=1~3為級配良好的土；如果Cu<5或Cc>3

或Cc<1為

級配不良的土粒徑級配曲線和指標(biāo)的應(yīng)用§1.2土的三相組成–固體顆粒

固體顆粒-礦物成分固體成分原生礦物：石英、長石、云母等次生礦物礦物質(zhì)有機質(zhì)無定形氧化物膠體可溶鹽黏土礦物具有和原生礦物很不相同的特性對黏土性質(zhì)的影響很大§1.2土的三相組成–固體顆粒

黏土礦物黏土礦物是一種復(fù)合的鋁-硅鹽晶體，顆粒呈片狀，是由硅片和鋁片構(gòu)成的晶包所組疊而成，可分成高嶺石、伊利石和蒙特石三種類型。

硅片

鋁片SiSi氧離子O2-硅離子Si4+硅-氧四面體硅片的結(jié)構(gòu)硅片簡圖§1.2土的三相組成–固體顆粒

黏土礦物黏土礦物是一種復(fù)合的鋁-硅鹽晶體，顆粒呈片狀，是由硅片和鋁片構(gòu)成的晶包所組疊而成，可分成高嶺石、伊利石和蒙特石三種類型。OH1-鋁離子Al3+鋁-氫氧八面體鋁片的結(jié)構(gòu)鋁片簡圖AlAl

硅片

鋁片§1.2土的三相組成–固體顆粒

晶層間通過氫鍵聯(lián)結(jié)，聯(lián)結(jié)力強，晶格不能自由活動，水難以進入晶格間能組疊很多晶層，多達百個以上，成為一個顆粒。顆粒長寬約0.3-3

，厚約0.03-1

主要特征：顆粒較粗，不容易吸水膨脹和失水收縮，或者說親水能力差黏土礦物依硅片和鋁片組疊形式的不同，可分成如下三種類型：高嶺石蒙特石伊利石SiSiAlAlSiSiAlAlSiSiAlAl高嶺石微粒1:1的兩層結(jié)構(gòu)§1.2土的三相組成–固體顆粒

晶層間是O2-對O2-的連結(jié)，聯(lián)結(jié)力很弱，水很容易進入晶層之間每一顆粒能組疊的晶層數(shù)較少。顆粒大小約為0.1-1

，厚約0.001-0.01

主要特征：顆粒細微，具有顯著的吸水膨脹、失水收縮的特性，或者說親水能力強2:1的三層結(jié)構(gòu)SiSiAlAlSiSiSiSiAlAlSiSi數(shù)層水分子依硅片和鋁片組疊形式的不同，可分成如下三種類型：高嶺石蒙特石伊利石黏土礦物§1.2土的三相組成–固體顆粒

是云母在堿性介質(zhì)中風(fēng)化的產(chǎn)物與蒙特石相似，由兩層硅片夾一層鋁片所形成的三層結(jié)構(gòu)，但晶層之間有鉀離子連結(jié)主要特征：連結(jié)強度弱于高嶺石而高于蒙特石，其特征也介于兩者之間2:1的三層結(jié)構(gòu)SiSiAlAlSiSiSiSiAlAlSiSi鉀離子依硅片和鋁片組疊形式的不同，可分成如下三種類型：高嶺石蒙特石伊利石黏土礦物§1.2土的三相組成–固體顆粒

黏土礦物的帶電性質(zhì)研究表明，片狀黏土顆粒表面常帶有電荷，凈電荷通常為負電荷----------------------++++黏土顆粒水分子陽離子黏土礦物的帶電特性玻璃筒玻璃皿水位升高黏土粒黏土膏+-黏土的電泳和電滲現(xiàn)象(列依斯,1809)§1.2土的三相組成–固體顆粒

顆粒形狀和比表面積原生礦物：一般顆粒較粗，呈粒狀。有圓狀、渾圓狀、棱角狀等。次生礦物：顆粒較細，多呈針狀、